【正文】 。氣體發(fā)生器引爆后瞬間在密閉筒內(nèi)產(chǎn)生大量高溫高壓氣體,通過(guò)安裝在筒內(nèi)的壓力傳感器5對(duì)充氣筒內(nèi)壓力變化過(guò)程進(jìn)行記錄,通過(guò)安裝在藥盒內(nèi)的壓力傳感器7對(duì)藥盒內(nèi)壓力變化過(guò)程進(jìn)行記錄,記錄下的信號(hào)通過(guò)信號(hào)適配器轉(zhuǎn)換并經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理后,充氣筒內(nèi)以及藥盒內(nèi)壓強(qiáng)隨時(shí)間變化的p t曲線(xiàn)將被記錄下來(lái),通過(guò)p t曲線(xiàn)可以得到從撞擊開(kāi)始到壓強(qiáng)達(dá)到最大值的時(shí)間、壓強(qiáng)上升速率等有關(guān)參數(shù)值,從而對(duì)氣體發(fā)生器的產(chǎn)氣性能及質(zhì)量進(jìn)行研究。m3的中壓儲(chǔ)存容器；④ 高壓、中壓管殼式余熱鍋爐?；蛘咂胶馔獠繖C(jī)械載荷所必須的應(yīng)力。其特征為：一般同時(shí)有自限性和局部性，整體不變形，但往往是引起疲勞和脆性斷裂的根源。按照彈性強(qiáng)度理論，當(dāng)容器上邊緣地區(qū)的相當(dāng)應(yīng)力達(dá)到屈服時(shí)，即為容器承受的極限狀態(tài)。它考慮到由于邊緣應(yīng)力產(chǎn)生過(guò)大的塑性變形時(shí)，將會(huì)加速疲勞破壞或造成脆性斷裂。這種臨界狀態(tài)和相應(yīng)的斷裂失效準(zhǔn)則有臨界應(yīng)力強(qiáng)度因子及K準(zhǔn)則，臨界裂紋張開(kāi)位移及COD準(zhǔn)則，臨界J積分準(zhǔn)則。在通常情況下，均勻腐蝕的限制條件，實(shí)際上就是彈性失效準(zhǔn)則的限制條件，即在按照最大主應(yīng)力計(jì)算出殼體厚度的基礎(chǔ)上增加腐蝕余量；對(duì)于局部腐蝕，它不僅與容器的用材有關(guān)，而且與介質(zhì)及其使用溫度、壓力、應(yīng)力水平等有關(guān)，因此，局部腐蝕失效至今尚無(wú)統(tǒng)一的限制條件。① 標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍?？估瓘?qiáng)度σb表現(xiàn)材料在拉斷前所能承受的最大應(yīng)力值，它表示材料抵抗斷裂的能力。（3） 殼體材料的選擇壓力容器要承受起介質(zhì)產(chǎn)生的沖擊波的反射壓力和氣體產(chǎn)物的作用壓力，同時(shí)還要受高溫或低溫或腐蝕介質(zhì)的作用，所以殼體材料一般選擇力學(xué)性能高、抵抗介質(zhì)腐蝕能力強(qiáng)的。表4 35號(hào)和45號(hào)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼化學(xué)成分及力學(xué)性能[11]鋼號(hào)CSiMnσbMPaσsMPaδ5%Ψ%AkJ35~~~53031520455545~~~600355164039由上表4可知，雖然35號(hào)鋼的抗拉強(qiáng)度σb和屈服強(qiáng)度σs都較45號(hào)鋼的小，而延伸率δ斷面收縮率Ψ以及沖擊功Ak均大于45號(hào)鋼。這些在強(qiáng)度和制造等方面各有特點(diǎn)，采用什么樣的封頭要根據(jù)工藝條件的要求、制造的難易程度和材料的消耗等情況來(lái)決定。它吸取了半球形封頭受力好和碟形封頭深度淺的優(yōu)點(diǎn)。它們的形狀通常是圓形平板或中心有孔的圓形平板。③ 制造方面及材料消耗 各種封頭一般是由敲打、沖壓、滾卷或爆炸成型制造，半球形與橢圓形封頭通常用沖壓的方法制造，大型半球形封頭亦可先沖壓成球瓣，然后組對(duì)拼焊而成，碟形封頭通常用敲打、沖壓或爆炸成型，折邊部分可滾壓或敲打制成。 壓力容器底部設(shè)計(jì)根據(jù)壁厚計(jì)算公式，可用厚度為34 mm的薄板作為容器底，所以確定容器底的具體參數(shù)：直徑為325 mm，厚度為34 mm的圓形薄板，與圓筒殼體焊接而成。（3） 補(bǔ)強(qiáng)方法常見(jiàn)的補(bǔ)強(qiáng)方法有：等截面積補(bǔ)強(qiáng)法、極限分析補(bǔ)強(qiáng)法、壓力面積補(bǔ)強(qiáng)法（適用于大開(kāi)孔的補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算）。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)大實(shí)戰(zhàn)是對(duì)自己大學(xué)四年所學(xué)的一次大檢驗(yàn)，使我明白了自己的知識(shí)水平還很淺薄。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)收獲頗多，比如學(xué)會(huì)了如何去查找相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，分析數(shù)據(jù)，以及如何把理論知識(shí)和實(shí)際設(shè)計(jì)相結(jié)合，懂得了前輩們留下的許多經(jīng)驗(yàn)公式是多么的寶貴，不知有多少先哲們?yōu)榇烁冻隽俗约旱囊簧?，但與此同時(shí)，仍有很多需要公關(guān)的課題需要我們這些后輩去為之努力。表9 接管最小壁厚公稱(chēng)直徑253238454857657689最小壁厚注：，接管與殼體的連接宜采用全焊透的結(jié)構(gòu)型式。圖6 封頭與筒體聯(lián)接的模擬圖作為聯(lián)接件的螺栓，是法蘭密封結(jié)構(gòu)中的主要受力元件，要求螺栓材料具有高的強(qiáng)度，好的韌性。蝶形封頭在力學(xué)上的最大缺點(diǎn)在于具有較小的折邊半徑r，這一折邊區(qū)的存在使得封頭的經(jīng)線(xiàn)不連續(xù)，以致使該處產(chǎn)生較大的徑向彎曲應(yīng)力和周向壓應(yīng)力。就強(qiáng)度而論錐形封頭的結(jié)構(gòu)并不理想，但是封頭的型式在很多場(chǎng)合還決定容器的使用要求。雖然由于過(guò)渡段的存在降低了封頭的深度，方便了成型加工，但在三部分連接處，由于經(jīng)線(xiàn)曲率發(fā)生突變，在過(guò)渡區(qū)邊界上不連續(xù)應(yīng)力比內(nèi)壓薄膜應(yīng)力大得多，故受力狀況不佳。由于本畢業(yè)設(shè)計(jì)選擇的是無(wú)縫鋼管作為殼體材料，所以此處取1。硬鋼強(qiáng)度高，但塑性差，脆性大，從加載到突然拉斷，基本上不存在屈服階段。壓力容器材料的冷加工性能一般還用冷彎試驗(yàn)衡量，冷彎性能的好壞也能反映材料塑性的高低。從性能方面考慮，下述原則可供參考：以剛度或結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為主的設(shè)備，受壓容器應(yīng)選用普通碳素鋼，以強(qiáng)度設(shè)計(jì)為主的設(shè)備，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)壓力、設(shè)計(jì)溫度、介質(zhì)性質(zhì)等使用限制，依次選用Q235—、Q235—A、Q235—B、Q235—C、20R、16MnR等鋼板；以強(qiáng)度設(shè)計(jì)為主的普通碳素鋼壓力容器，當(dāng)板厚大于或等于8mm時(shí)，可選用16MnR等普通低合金鋼；鉻鉬低合金鋼可作為設(shè)計(jì)溫度350~550oC的壓力容器耐熱鋼或大于250oC的高溫高壓抗氫用鋼；不銹鋼用于介質(zhì)腐蝕性較強(qiáng)、防鐵離子污染或設(shè)計(jì)溫度大于500oC的耐熱用鋼（2） 材料問(wèn)題的討論為能選擇合適的材料制造壓力容器，保證壓力容器安全正常地進(jìn)行工作，必須首先了解材料的基本性能[10]。JB 4732《鋼制壓力容器——分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》的基本思路與ASME Ⅷ—2相同。高溫條件下鋼材許用應(yīng)力“[σ]t”的確定是蠕變理論在規(guī)則設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用。對(duì)于承受疲勞載荷的壓力容器而言，通常要求采用正火鋼板且對(duì)鋼板逐張進(jìn)行超聲波檢測(cè)Ⅲ級(jí)合格，大多都要求對(duì)焊接接頭進(jìn)行百分之百無(wú)損檢測(cè)并對(duì)設(shè)備進(jìn)行焊后消除應(yīng)力熱處理。GB 150對(duì)平板、對(duì)整體法蘭（包括按整體法蘭設(shè)計(jì)的任意式法蘭）連接的圓筒（或接管）頸部等原件的設(shè)計(jì)或應(yīng)力計(jì)算公式，都是按塑性失效原理制定的。在壓力和溫度作用下喪失了正常的工作能力為失效，失效的最終表現(xiàn)形式為泄露、過(guò)度變形和斷裂，所以失效不完全等同于破壞。其特點(diǎn)也有兩個(gè)：一是滿(mǎn)足變形條件；二是自限性。進(jìn)一步又可分為一次總體薄膜應(yīng)力，一次總體彎曲應(yīng)力……二次應(yīng)力也一樣，但如果對(duì)選擇恰當(dāng)?shù)脑S用應(yīng)力沒(méi)有影響，就不必再細(xì)分了。三類(lèi)容器：屬下列情況之一者為三類(lèi)容器。裝置組成如圖 2所示。汽車(chē)行駛過(guò)程中，傳感器系統(tǒng)不斷向控制裝置發(fā)送速度變化（或加速度）信息，由控制裝置（中央控制器）對(duì)這些信息加以分析判斷，如果所測(cè)的加速度、速度變化量或其它指標(biāo)超過(guò)預(yù)定值（即真正發(fā)生了碰撞），則控制裝置向氣體發(fā)體發(fā)生器發(fā)出點(diǎn)火命令或傳感器直接控制點(diǎn)火，點(diǎn)火后發(fā)生爆炸反應(yīng)，產(chǎn)生N2或?qū)?chǔ)氣罐中壓縮氫氣釋放出來(lái)充滿(mǎn)碰撞氣袋。目前國(guó)內(nèi)僅航天系統(tǒng)某所對(duì)汽車(chē)安全氣囊性能能夠進(jìn)行簡(jiǎn)單測(cè)試，且采用彈簧式，受到多種條件限制，穩(wěn)定性不是很好。而歐洲的專(zhuān)家們則認(rèn)為最好的方案應(yīng)該是：安全帶和小尺寸氣囊的配合使用。因此,安全氣囊的研究與發(fā)展對(duì)中國(guó)的汽車(chē)工業(yè)的現(xiàn)代化具有十分重要的意義，尤其是中國(guó)加入 WTO 之后，這種意義將更加深刻。在氣囊的內(nèi)表面固定有專(zhuān)門(mén)的帶子，這些帶子在氣囊充氣時(shí)能使其保持一定形狀。 汽車(chē)安全氣囊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理現(xiàn)代安全氣囊系統(tǒng)由碰撞傳感器、緩沖氣囊、氣體發(fā)生器及控制塊（電腦）等組成。安全氣囊系統(tǒng)要求氣體發(fā)生器能夠在較短的時(shí)間內(nèi)（30 ms左右）產(chǎn)生大量的氣體充滿(mǎn)氣囊，產(chǎn)生的氣體必須對(duì)人體無(wú)害，且不能溫度太高，同時(shí)要求氣體發(fā)生器有很高的可靠性和穩(wěn)定性。安全氣囊對(duì)人體保護(hù)工作原理如圖1。數(shù)據(jù)處理方面,本系統(tǒng)具備各參數(shù)同時(shí)顯示、及時(shí)分析、隨時(shí)打印、自動(dòng)存盤(pán)等優(yōu)點(diǎn)[22]。 壓力容器的結(jié)構(gòu)壓力容器的結(jié)構(gòu)形式是多種多樣的，它是根據(jù)容器的作用、工藝要求、加工設(shè)備和制造方法等因素確定的。其特點(diǎn)有兩個(gè)：一是滿(mǎn)足靜力平衡條件，即載荷增加，應(yīng)力相應(yīng)增加，應(yīng)變也增加；二是非自限性，應(yīng)力沿壁厚方向均勻分布。在疲勞設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)峰值應(yīng)力加以限制。它規(guī)定了屈服極限是容器失效的應(yīng)力。由于這一失效準(zhǔn)則，允許結(jié)構(gòu)有局部的塑性變形存在，且由于應(yīng)力在結(jié)構(gòu)各處的分布不均勻，局部塑性區(qū)為廣大彈性區(qū)所包圍，故稱(chēng)之為彈塑性失效準(zhǔn)則。斷裂失效準(zhǔn)則一般應(yīng)用于帶有超標(biāo)缺陷的在役壓力容器的評(píng)定，以判定該容器是否可以繼續(xù)使用（有條件下的監(jiān)督使用）或報(bào)廢。（3） 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)GB 150——1998《鋼制壓力容器》中采用的是彈性失效準(zhǔn)則。中國(guó)GB 150與ASME標(biāo)準(zhǔn)在適用范圍上的主要差別為壓力限定和容器用材的限制。伸長(zhǎng)率σ是指試樣拉斷后的伸長(zhǎng)量與原長(zhǎng)度之比，表現(xiàn)材料被拉伸的程度。伸長(zhǎng)率σ與斷面收縮率248。所以根據(jù)以上分析選用35號(hào)鋼作為殼體材料較好。（1） 內(nèi)壓凸形封頭凸形封頭又包括以下半球形封頭、橢圓封頭、碟形封頭、球冠形封頭。由于橢圓部分經(jīng)線(xiàn)由曲率平滑連續(xù)，故封頭中的應(yīng)力分布比較均勻。平蓋厚度計(jì)算是以圓平板應(yīng)力分析為基礎(chǔ)的。從制造工藝分析，封頭越深，直徑與壁厚越大，越不容易制造，尤其當(dāng)選用高強(qiáng)度鋼時(shí)更是如此。 密封圈的選擇由于該壓力容器屬于氣壓，故選用O形橡膠密封圈。（4） 補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)原則等截面積補(bǔ)強(qiáng)法：貼板補(bǔ)強(qiáng)的設(shè)計(jì)原則規(guī)定，局部補(bǔ)強(qiáng)的金屬截面積應(yīng)大于或等于因開(kāi)孔所削弱的殼體截面積。雖然馬上就要離開(kāi)母校了，但是自己的求學(xué)之路還很長(zhǎng)，以后更應(yīng)該在工作中學(xué)習(xí)，在工作中鍛煉自己，努力使自己成為一個(gè)國(guó)家的有用之人，同時(shí)也為培育我成才的母校增光添彩，讓關(guān)心我成長(zhǎng)的老師驕傲自豪。在圓筒體、球殼、錐殼上，以及凸形封頭中心80％的內(nèi)直徑范圍內(nèi)開(kāi)孔時(shí)，當(dāng)滿(mǎn)足下述全部要求時(shí)可允許不另行補(bǔ)強(qiáng)：① ；② 兩相鄰開(kāi)孔中心的間距（對(duì)曲面間距以弧長(zhǎng)計(jì)算）應(yīng)不小于兩孔直徑的2倍；③ 接管公稱(chēng)外徑小于或等于89 mm ；④ 接管最小壁厚滿(mǎn)足表10的要求。此外，筒體以及筒體與封頭連接裝置如下面的模擬圖6所示。橢圓形封頭的應(yīng)力情況不如半球形封頭均勻，但比碟形封頭要好些，頂點(diǎn)處應(yīng)力最大，在赤道上出現(xiàn)周向壓應(yīng)力，當(dāng)Di/(2h)=2與壁厚相等的筒體連接時(shí)，橢圓形封頭可以達(dá)到與筒體等強(qiáng)度。的場(chǎng)合；另一種是與筒體連接處有一過(guò)渡圓弧和一圓柱直邊段的折邊錐形封頭。碟形封頭是由球面、過(guò)渡段以及圓柱直邊段三個(gè)不同曲面組成。因此，在上式（ ）中鋼材的許用應(yīng)力應(yīng)該用強(qiáng)度較低的焊縫許用應(yīng)力代替，焊接接頭系數(shù)≤1。軟鋼有明顯的屈服點(diǎn)，破壞前有明顯的預(yù)兆，較大的變形。除焊接性能外的冷熱加工性能，常由材料力學(xué)性能要求的力學(xué)性能塑性指標(biāo)保證。針對(duì)目前壓力容器的現(xiàn)狀還應(yīng)當(dāng)注意，要盡量?jī)?yōu)先選用壓力容器規(guī)范推薦的材料及國(guó)內(nèi)材料標(biāo)準(zhǔn)中已有的材料，并且盡量采用國(guó)產(chǎn)材料。JB/T 4735《鋼制焊接常壓容器》與GB 150《鋼制壓力容器》一樣都屬于規(guī)則設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)碳素鋼的溫度超過(guò)300~350oC、低合金鋼超過(guò)400 oC、低合金鉻鉬剛超過(guò)450 oC、奧氏體不銹鋼超過(guò)550 oC的情況下，考慮蠕變問(wèn)題。JB/T 4732——1995規(guī)定對(duì)于常溫抗拉強(qiáng)度σb≤550MPa的鋼材，疲勞循環(huán)次數(shù)小于1000次可免做疲勞分析。JB 4732——1995《鋼制壓力容器——分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》提供了以塑性失效準(zhǔn)則為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方法。設(shè)計(jì)壓力容器時(shí)，首先應(yīng)確定容器的失效準(zhǔn)則，然后按失效準(zhǔn)則選擇強(qiáng)度理論和計(jì)算公式，并確定安全系數(shù)?；蛘邼M(mǎn)足變形協(xié)調(diào)（連續(xù)性）要求所必須的應(yīng)力。一次應(yīng)力可以有總體應(yīng)力、局部應(yīng)力和集中應(yīng)力三種。① 中壓容器（三類(lèi)容器中的中壓容器除外）；② 毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)的低壓容器；③ 易燃或毒性程度為中度危害介質(zhì)的低壓反應(yīng)容器和貯存容器；④ 搪玻璃壓力容器；⑤ 低壓管殼式余熱鍋爐。 5ms 的沖擊信號(hào)時(shí)將觸發(fā)引爆裝在充氣筒內(nèi)的氣體發(fā)生器, 利用安裝在充氣筒內(nèi)的壓力傳感器就可以對(duì)氣體發(fā)生器產(chǎn)氣后的整個(gè)壓力變化過(guò)程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。 雖然安全氣囊在結(jié)構(gòu)上會(huì)有所不同，但其工作原理基本一致。即具有機(jī)械式的優(yōu)點(diǎn)，又能克服機(jī)械式傳感器本身存在